一种去除地下水中硝酸盐的反应器制造技术

一种去除地下水中硝酸盐的反应器，包括：水槽、设置在水槽中的生物膜组件及出水管，水槽又包括水槽进水孔和水槽出水孔，生物膜组件又包括一纤维支持筒和多束软性纤维，纤维支持筒为密封结构，纤维支持筒上设有多个过滤孔和一纤维支持筒出水孔，每束软性纤维的一端设置在纤维支持筒外侧，每束软性纤维的另一端设置于每一过滤孔中，每束软性纤维与每一过滤孔之间存有通透间隙，出水管贯穿水槽出水孔和纤维支持筒出水孔并设置在纤维支持筒内。采用本实用新型专利技术提供的去除地下水中硝酸盐的反应器，生物膜组件制作简单、成本低廉、反硝化微生物去除硝酸盐效率高、抗负荷变动能力强、反应器出水水质好、不需二次处理，可兼作出水过滤器。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种去除地下水硝酸盐的反应器，尤其涉及一种采用生物 处理法去除地下水硝酸盐的反应器。
技术介绍
硝酸盐污染主要是由生产中大量使用化肥所致。未被植物吸收或挥发的肥 料中的氮以硝酸盐的形式挥发或由地表径流淋滤到地下水，这不但降低植物对 氮的利用率，而且还会增加地下水中硝酸盐的浓度，使其高于饮用水中可接受 的水平。植物的固氮作用、家庭污水、工业废物及地下水回灌也会造成地下水 硝酸盐浓度升高。目前，许多国家的地下水都受到不同程度的硝酸盐污染。在欧洲的一些地区，30年前硝酸盐的污染就已达到比较严重的水平，而且还在 继续增长。我国一些地区的地下水中的硝酸盐含量逐年增加，个别地区用作饮 用水的地下水中硝酸盐氮浓度已达到30mg/L甚至更高。世界卫生组织规定饮 用水中硝酸盐氮不超过10 mg/L。我国自07年7月起实行的新《生活饮用水 卫生标准》也规定饮用水中硝酸盐氮不得超过10mg/L。饮用高硝酸盐含量的 地下水会给人类健康造成危害，硝酸盐会破坏细胞和组织的呼吸，导致血液中 乳酸、胆固醇和白血球增加，蛋白质大量减少。另外，硝酸盐被人体摄入后， 在肠胃中被还原为亚硝酸盐，可引起人体高铁血蛋白症，并诱发癌症。 一些研 究还发现硝酸盐可引起动物心脏疾病等方面的问题。地下水硝酸盐的去除可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法。物理 处理法不具有对硝酸盐的还原分解作用,尚需二次处理；化学处理法主要是催 化还原法，但由于容易形成NH3(NH4+)等副产物，从而限制了化学催化法的 实用化。生物处理法是利用自然界存在的反硝化作用，进而采取措施强化这一 作用减少地下水中的硝酸盐氮的含量。目前的生物反硝化法由于地下水中的营 养缺乏，普遍存在处理效率低、抗负荷冲击能力弱、存在二次污染等缺点。利 用生物膜法虽然能够增加微生物的附着量，并在一定程度上能够提高硝酸盐的处理效率，但是传统的生物膜载体如陶粒、炭素纤维等仍没有改变硝酸盐生物反硝化中存在的问题:工艺复杂、运行管理要求高；反硝化速度慢；所需反应 器体积庞大；出水混浊，SS含量大，后续处理要求高等。虽然利用中空纤维 萃取膜生物反应器去除地下水中的硝酸盐时，出水不受微生物污染,而且硝酸 盐去除速率快。但仍然存在反应器复杂，构建费用较高等问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种成本低廉、微生物附着性能 高、兼备过滤器作用的生物膜组件，并利用该生物膜组件构建一种高效安全的 去除地下水中硝酸盐的反应器。为了实现上述目的，本技术提供了一种去除地下水中硝酸盐的反应 器，其特征在于，包括水槽、设置在水槽中的生物膜组件及出水管，所述水 槽又包括水槽进水孔和水槽出水孔，所述生物膜组件又包括一纤维支持筒和多 束软性纤维，所述纤维支持筒为密封结构，所述纤维支持筒上设有多个过滤孔 和一纤维支持筒出水孔，所述每束软性纤维的一端设置在所述纤维支持筒外 侧，所述每束软性纤维的另一端设置于每一过滤孔中，所述每束软性纤维与所 述每一过滤孔之间存有通透间隙，所述出水管贯穿所述水槽出水孔和所述纤维 支持筒出水孔并设置在所述纤维支持筒内。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述过滤孔均匀地设置在所述纤维支持筒的侧壁上并且径向孔距和/或轴向孔距为孔径的2-3倍。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述每束软性纤维为多根，每根软性纤维直径为0. 5mra-2mm，所述过滤孔直径为0. 2cm-lcm。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述纤维支持筒出水孔设置 在所述纤维支持筒的顶面。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述软性纤维为棉线或合成 纤维，所述纤维支持筒为有机玻璃或不锈钢材料筒。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述纤维支持筒的体积为所 述水槽的体积的1/2。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述水槽进水孔为两个对称 设置在所述水槽侧壁的下部，所述水槽出水孔设置在所述水槽顶面。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述水槽还包括至少一个溢 流孔，设置在所述水槽顶面和/或侧壁的上部。上述的去除地下水中硝酸盐的反应器，其中，所述纤维支持筒的筒壁上还 设有加强筋。本技术的有益功效在于1) 生物膜组件制作简单、成本低廉，可兼作出水过滤器；2) 反硝化微生物去除硝酸盐效率高，抗负荷变动能力强；3) 反应器出水水质好，不需沉淀装置，可节省二次处理成本。 以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述，但不作为对本技术的限定。附图说明图1为生物膜组件示意图2为本技术去除地下水中硝酸盐的反应器示意图。 其中，附图标记1- 过滤孔2- 软性纤维3- 出水管4- 纤维支持筒。6- 溢流孔7- 水槽进水孔。具体实施方式以下结合附图对本技术的结构原理和工作原理作具体的描述 在图2所示的具体实施方式中，本技术揭示一种去除地下水硝酸盐的 反应器，包括水槽、生物膜组件及出水管，生物膜组件设置在水槽中，出水 管贯穿所述水槽出水孔和所述纤维支持筒出水孔并设置在所述纤维支持筒内。 如图1所示，生物膜组件又包括过滤孔1、软性纤维2、出水管3、纤 维支持简4，纤维支持筒为密封结构，纤维支持筒上均匀设置有多个过滤孔，纤维支持筒的顶面设有一纤维支持筒出水孔，每个过滤孔中填堵一束软性纤维 并且将每束软性纤维的另一端保留在纤维支持筒外侧，每束软性纤维与每一过 滤孔之间存有通透的间隙。软性纤维可以选用0.5 mm-2 mm粗的棉线或其它合成纤维，以1 mm粗的 棉线为宜。纤维支持筒为有机玻璃或不锈钢材料的圆筒，壁厚为1.5 mm-3 mm， 其大小视处理水量而定，尺寸较大时,应在筒壁上粘接或焊接加强筋,以提高筒 体的强度。圆筒的两端采取密封措施，顶部密封盖开设纤维支持筒出水孔，出 水管3插入纤维支持筒，以抽取筒中的处理水。筒壁上均匀的过滤孔是直径为 0.2 cm-lcm的小孔，以0.5cm为宜，小孔中心矩1 cm。每一小孔将多根组成 的一束软性纤维载体填充于中，但填堵松紧程度要适中，使水能够顺利流进筒 内为宜。如附图2所示，将附图1所示生物膜组件置于水槽5中即构成反应器，生 物膜组件的体积占水槽有效体积的l/2为宜。水槽5可以选择圆形、方形或其 它几何形状，水槽进水孔7为两个对称设置在水槽侧壁的下部，水槽出水孔设 置在水槽顶面。水槽的顶面和侧壁的上部还设置有至少一个溢流孔6。本技术依据的方法属于异养生物膜处理方法，微生物利用水中的碳源 或外加碳源(如甲醇)，硝酸根作为微生物最终电子受体被降解为氮气。反应式为5CH30H+6N03陽 ~~ 2N2+5C02+7H20+60H" 水中的C/N值为1-6为宜。进水从水槽5下部的水槽进水孔7流入，经过生物膜组件中的软性纤维载 体反应区后，通过软性纤维与过滤孔之间通透的间隙(毛细管作用)进入纤维 支持筒体内部，出水通过泵从支持筒内部抽出，水力停留时间(HRT)为2-8小 时。实施例1有机玻璃筒高20cm，直径10cm，容积为1.6L。筒壁均匀地打上直径为 0.5 mm的小孔，孔距沿周长方向为2cm，沿法线方向为3cm，小孔用棉线填 充，在圆筒壁面挂上O.l mm粗的棉线作为软性生物膜载体，外挂棉线长约8 cm。另外，小孔沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除地下水中硝酸盐的反应器，其特征在于，包括：水槽、设置在水槽中的生物膜组件及出水管，所述水槽又包括水槽进水孔和水槽出水孔，所述生物膜组件又包括一纤维支持筒和多束软性纤维，所述纤维支持筒为密封结构，所述纤维支持筒上设有多个过滤孔和一纤维支持筒出水孔，所述每束软性纤维的一端设置在所述纤维支持筒外侧，所述每束软性纤维的另一端设置于每一过滤孔中，所述每束软性纤维与所述每一过滤孔之间存有通透间隙，所述出水管贯穿所述水槽出水孔和所述纤维支持筒出水孔并设置在所述纤维支持筒内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯传平，王庆宏，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]